Julia Keppler benoemd tot persoonlijk hoogleraar

De vraag naar duurzamere voedselproductie groeit, en daarmee ook de interesse in alternatieven voor dierlijke eiwitten. Toch laten dierlijke eiwitten zich niet zo eenvoudig vervangen door plantaardige of andere alternatieven. Dat komt doordat veel alternatieve eiwitten zich anders gedragen in voedsel dan hun dierlijke tegenhanger. De een lost slecht op in water, de ander vormt geen stabiele structuur of geeft producten een ongewenste textuur. Dat maakt alternatieve eiwitten lastig toepasbaar in bijvoorbeeld plantaardige zuivel of vleesvervangers. 

Een tweede uitdaging zit hem in het feit dat de eiwittransitie momenteel sterk leunt op een select aantal gewassen, zoals soja. Dat is nadelig voor biodiversiteit en maakt de voedselketen kwetsbaar. Toch bestaan er veel meer bronnen voor duurzame eiwitten, weet Keppler. In haar onderzoek werkt ze naast plantaardige varianten met eiwitten uit microalgen, gisten, schimmels en bacteriën. Ook maakt ze dierlijke eiwitten via precisiefermentatie: daarbij passen wetenschappers dierlijke cellen of microben in het lab zo aan dat ze dierlijke eiwitten produceren, zonder dat daar een dier aan te pas komt. Het resultaat is chemisch gezien vrijwel identiek aan het eiwit van een levend dier, maar dan gemaakt in een fermentatietank. 

Keppler richt zich daarnaast ook op voedselverwerking. Denk bijvoorbeeld aan verhitten, druk uitoefenen of de zuurtegraad aanpassen. Voedseltechnologen gebruiken deze processen om eiwitingrediënten te winnen of producten veiliger te maken. “Maar dat is niet alles”, zegt Keppler. “Zulke processen beïnvloeden ook de ingrediënten op kleine schaal: het verandert de structuur van het eiwit.” En die structuur bepaalt hoe een eiwit zich gedraagt: of het schuimt, een gel vormt of vet en water bij elkaar houdt. Keppler onderzoekt hoe verwerkingsprocessen eiwitten beïnvloeden op verschillende schaalniveaus, van moleculaire bindingen tot zichtbare structuren in voedsel. Door beter te begrijpen wat er met eiwitingrediënten gebeurt tijdens verwerking, kunnen voedseltechnologen hun processen gerichter sturen en aanpassen. “Die kennis kunnen we benutten om de functionaliteit van eiwitten af te stemmen op het gewenste gebruik”, aldus Keppler.

Keppler leidt meerdere grote samenwerkingsprojecten met universiteiten en bedrijven. Binnen die consortia worden nieuwe eiwitingrediënten ontwikkeld en getest. Dat gaat bijvoorbeeld om melkeiwitten zonder koe uit precisiefermentatie of ingrediënten uit microbiële biomassa. In de recente projecten verkennen onderzoekers ook de inzet van geautomatiseerde experimenten en kunstmatige intelligentie. Zo willen ze sneller begrijpen welk eiwitingrediënt (of welke combinatie van ingrediënten) onder welke omstandigheden geschikt is voor een specifiek voedingsproduct. Met deze aanpak hoopt Keppler de ontwikkeling van duurzame eiwitten te versnellen.

Julia Keppler studeerde voedingswetenschappen in Duitsland en promoveerde op onderzoek naar het gebruik van natuurlijk melkeiwit als nanotransporter. Na onderzoeksposities in Kiel en Frankrijk werkt ze sinds 2019 bij Wageningen University & Research, binnen de leerstoelgroep Food Process Engineering. Met haar benoeming tot persoonlijk hoogleraar zet ze haar onderzoek voort op het snijvlak van fundamentele eiwitwetenschap en de praktische vraag hoe we in de toekomst duurzaam, betaalbaar en goed voedsel kunnen maken.